Dispergerande prismor

Produktöversikt

Dispergerande prismor är optiska arbetshästar som separerar vitt ljus (eller polykromatiskt laserljus) i dess ingående våglängder genom kontrollerad brytning - en process som möjliggörs av det våglängdsberoende brytningsindexet för optiska material (dispersion). Till skillnad från diffraktionsgitter, som producerar flera överlappande spektralordningar (som leder till ströljus och signalstörningar), genererar dessa prismor en enda, ren spektral utsignal, vilket gör dem idealiska för tillämpningar som kräver hög spektral renhet. Våra dispergerande prismor är konstruerade med högdispergerande material (t.ex. flintglas) för att maximera vinkelspridningen – vinkeln mellan två våglängder (t.ex. 400 nm violett och 700 nm röd) – med konfigurationer optimerade för minsta avvikelsevinkel. I denna vinkel färdas ljuset parallellt med prismats bas, vilket minimerar ljusförlusten (reducerar transmissionsförlusterna till <2%) och säkerställer konsekvent spektral separation över prismats fria öppning.

Produktegenskaper

• Materialdiversitet : Finns i Schott SF11 (ett flintglas med exceptionell spridning, Abbe nummer ~36—mycket lägre än kronglas som BK7, som har Abbe-nummer ~65—gör det idealiskt för synlig spektroskopi), F2 (ett annat flintglas med något lägre spridning än SF11, lämpligt för kostnadskänsliga kiseldioxider, ghfused-sensitive applikationer, UVhi) spektroskopi ner till 185 nm) och CaF2 (kalciumfluorid, ett kristallint material med överlägsen IR-transmission). Varje material riktar sig mot specifika spektralområden: SF11 och F2 för 400-700 nm, smält kiseldioxid för 185-2100 nm och CaF2 för 200 nm-8000 nm.

• Dimensionellt område : Storlekar från 10 mm till 50 mm (standardmodeller, perfekta för bärbara spektrometrar och instrument i laboratorieskala) med anpassade alternativ upp till 300 mm (för storformatsystem som astronomiska spektrometrar som används i observatorier). Alla modeller bibehåller en tolerans på ±0,25 mm i längd, bredd och höjd, vilket säkerställer kompatibilitet med optiska standardfästen.

• Optisk kvalitet : Med ytkvalitet 20-10 (standardkvalitet, lämplig för de flesta spektroskopitillämpningar) och vågfrontsdistorsion <λ/4 (smält kiseldioxid, kritiskt för UV-tillämpningar där vågfrontsfel försämrar spektral upplösning) eller <λ/10 (CaF₂, idealisk för högprecisions IR-spektroskopi). Dessa specifikationer minimerar ljusspridning (ströljus <0,1 % av infallande intensitet) och säkerställer skarpa, väldefinierade spektrallinjer.

• Våglängdstäckning : Modeller av smält kisel fungerar från 185 nm till 2 100 nm (täcker UV-, synligt och NIR-områden, vilket gör dem mångsidiga för miljöövervakning och materialanalys), medan CaF₂ sträcker sig in i det mellaninfraröda upp till 8 000 nm (används i molekylär spektroskopi med molekylärt IR-molekylläge) 

• Beläggningsalternativ : Antireflekterande (AR) beläggningar skräddarsydda för specifika spektralområden minskar ytreflektioner till <0,5 % per yta. Till exempel minimerar UV-förstärkta AR-beläggningar på prismor av smält kisel förluster i intervallet 185-400nm, medan IR-optimerade beläggningar på CaF₂-prismor förbättrar transmissionen i intervallet 2000-8000nm. Dessa beläggningar är också reptåliga (uppfyller MIL-C-675C-standarderna), vilket säkerställer hållbarhet i laboratoriemiljöer som används ofta.

Ansökningar

Dessa prismor är grundläggande i:

• Spektroskopi : Möjliggör kemisk analys inom förbränningsforskning (mätning av föroreningsutsläpp från industriella brännare) och miljöövervakning (Continuous Emission Monitoring Systems, CEMS, som spårar SO₂-, NOx- och CO₂-nivåer i kraftverkens avgaser). I CEMS separerar spridande prismor målgasernas absorptionslinjer, vilket möjliggör exakta koncentrationsmätningar med detektionsgränser så låga som 1 ppm.

• Lasersystem : Separerar övertoner i ultrasnabba lasrar (t.ex. Ti:safirlasrar som producerar 800 nm grundljus och 400 nm andra övertoner) och kompenserar för grupphastighetsdispersion (GVD) – ett fenomen där olika våglängder färdas med olika hastigheter i optiska material. Genom att sprida och återkombinera våglängder säkerställer prismor att ultrasnabba pulser (femtosekundskala) bibehåller sin form, vilket är avgörande för tillämpningar som lasermikrobearbetning.

• Instrumentering : Effektiv våglängdskalibrering i ANPR-kameror (Automatic Number Plate Recognition) (säkerställer konsekvent färgdetektering för registreringsskyltavläsning) och UV-strålningsdetektorer (används i solskyddstestning för att mäta UVB- och UVA-intensitet). I UV-detektorer separerar prismor UV-våglängder, vilket möjliggör noggrann mätning av varje områdes intensitet.

• Utbildning och forskning : demonstrera ljusspridning i fysiklaboratorier (t.ex. Newtons klassiska prismaxperiment, där vitt ljus delas upp i ett regnbågsspektrum) och avancera kvantoptikstudier (t.ex. manipulera enstaka fotoner med specifika våglängder för kvantberäkning). Inom kvantforskning möjliggör prismor med hög spridning exakt våglängdsfiltrering, ett nyckelsteg för att generera intrasslade fotonpar.

FAQ

F: Hur påverkar materialval spridningen?

S: Materialvalet avgör direkt spridningen, kvantifierad med Abbe-talet (lägre Abbe-tal = högre spridning). Flintglas som SF11 (Abbe nummer ~36) ger betydligt högre spridning än kronglas som BK7 (Abbe nummer ~65). Detta gör flintglas att föredra för spektroskopi med synligt intervall, där skarp spektral separation behövs för att särskilja tätt placerade våglängder (t.ex. 589,0 nm och 589,6 nm, de två natrium D-linjerna). Kronglasögon är däremot bättre för applikationer där låg spridning önskas (t.ex. bildsystem).

F: Kan spridande prismor ersätta diffraktionsgitter?

S: Ja, i applikationer där ströljus och spektral renhet är avgörande. Diffraktionsgitter producerar flera spektralordningar (t.ex. första, andra och tredje ordningen), som kan överlappa och orsaka signalstörningar - till exempel i Raman-spektroskopi, där svaga Raman-signaler kan maskeras av gitterreflektioner av högre ordning. Prismor genererar emellertid en enda spektralordning, vilket eliminerar detta problem. Prismor har också högre skadetröskelvärden än gitter (som har ömtåliga etsade ytor), vilket gör dem lämpliga för högeffektlasrar (t.ex. 100W+ industriella lasrar) där gitter kan försämras.

F: Vad är fördelen med CaF₂-prismor?

S: Kalciumfluorid (CaF₂) erbjuder två viktiga fördelar: överlägsen transmission i UV- och IR-områden och låg dubbelbrytning (minimal polarisationseffekt). I UV-området (200-400 nm) sänder CaF₂ >90 % av ljuset, medan smält kiseldioxid sänder ~80 % vid 200 nm. I IR-området (2000-8000 nm) undviker CaF2 absorptionsbanden som begränsar andra material (t.ex. smält kisel absorberar kraftigt över 2100 nm). Dessa egenskaper gör CaF₂ idealisk för halvledarinspektion (UV-baserad defektdetektering på kiselskivor) och värmeavbildning (IR-baserad temperaturmätning i industriella processer).